DE102006020122A1

DE102006020122A1 - Verfahren zum vollständigen Erfassen der Daten betreffend Verknüpfungen von Sensoren und Aktoren in einem drahtlos kommunizierenden Installationssystem

Info

Publication number: DE102006020122A1
Application number: DE102006020122A
Authority: DE
Inventors: Norbert Brehm; Martin Dietz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-11-08
Also published as: WO2007124976A1

Abstract

Bei einem drahtlosen Installationssystem wird eine Verknüpfung im Rahmen einer Installation dadurch bereitgestellt, dass in Aktoren (12) des Installationssystems Tabellen (14) von Adressen derjenigen Sensoren (10) des Installationssystem gespeichert sind, auf deren Signale die Aktoren (12) reagieren sollen. Die Sensoradresse wird wie im Stand der Technik üblich dadurch bekannt, dass veranlasst wird, das jeder Sensor ein Telegramm angibt, das die Adresse des Sensors enthält. Dann erfolgt eine unadressierte Anfrage an die Aktoren durch das Kommunikationsgerät (16), ob ein Aktor und welcher Aktor die Adresse des Sensors in seiner Tabelle enthält. In Antwort darauf erhält das Kommunikationsgerät (16) die Adresse derjenigen Aktoren (12), in deren Adresstabelle die Adresse des jeweiligen Sensors (10) enthalten ist. Der Aktor kann nachfolgend unter dieser Adresse angesprochen werden. Hierbei können weitere Informationen gewonnen werden, unter anderem auch eine Ortsinformation über den Aktor, wenn dieser aufgrund eines Aktorenbefehls aktiv wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vollständigen Erfassen der Daten betreffend Verknüpfungen von Sensoren und Aktoren in einem drahtlos kommunizierenden Installationssystem.
Das Verfahren erfolgt nach einer Installation. Im Rahmen der Installation werden Verknüpfungen dadurch bereitgestellt, dass in den Aktoren Tabellen von Adressen derjenigen Sensoren gespeichert sind, auf deren Signale die Aktoren reagieren sollen. Die Kenntnis der Verknüpfungen ist insbesondere dann erforderlich, wenn in dem Installationssystem Änderungen oder Erweiterungen vorgenommen werden sollen. Beim Erfassen der Daten stellt sich bisher das Problem, dass nicht nur die Beziehungen zwischen Sensoren und Aktoren erfasst werden müssen, sondern dass zuvor erst einmal die Adressen von den Sensoren und Aktoren überhaupt erfasst werden müssen. Die Verwendung drahtloser Kommunikation hat hierbei den Nachteil, dass eine unadressierte Anfrage genereller Art nicht sinnvoll ist, weil auch Aktoren und Sensoren von benachbarten Installationssystemen, beispielsweise in benachbarten Wohneinheiten oder Hauseinheiten, auf die Signale antworten können. Um zielgenau die richtigen Sensoren und Aktoren zu erfassen, werden daher die Sensoren und Aktoren bisher einzeln aktiviert. Hierzu muss man einen mechanischen Zugang zu dem jeweiligen Sensor oder Aktor haben, weil eine Funkaktivierung wegen der noch unbekannten Adresse ja nicht möglich ist. Insbesondere bei den Aktoren ist der Zugang häufig erschwert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum vollständigen Erfassen der Daten betreffend Verknüpfungen von Sensoren und Aktoren in einem drahtlos kommunizierenden Installationssystem bereitzustellen, das die genannten Schwierigkeiten über windet, hierbei schnell und zielgenau durchzuführen ist und dennoch zuverlässig ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren also die Schritte:

a) Bereitstellen eines Kommunikationsgeräts mit einer drahtlos (z. B. per Funk) kommunizierenden Sende- und -Empfangseinheit und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle;
b) für jeden Sensor:
b1) Auslösen der Abgabe eines Telegramms durch den Sensor, das die Adresse des Sensors enthält;
b2) Empfangen des Telegramms durch das Kommunikationsgerät und Speichern der Adresse des Sensors;
b3) Eingeben einer Ortsbezeichnung für den Ort des Sensors über die Mensch-Maschine-Schnittstelle, die der Adresse des Sensors zugeordnet wird;
b4) unadressierte Anfrage durch das Kommunikationsgerät, ob ein Aktor und welcher Aktor die Adresse des Sensors in seiner Tabelle enthält;
b5) Abgabe von Antwortsignalen, die die Adresse derjenigen Aktoren enthalten, welche die Adresse des Sensors in ihrer Tabelle enthalten, durch die jeweiligen Aktoren;
b6) Empfangen der Antwortsignale durch das Kommunikationsgerät und Speichern einer Zuordnung der empfangenen Aktoradressen zu der Sensoradresse;
c) für jeden Aktor (zu dem eine Adresse erhalten wurde):
c1) Auslösen der Abgabe eines an die Adresse des Aktors gehenden Aktorenbefehls;
c2) Eingeben einer Ortsbezeichnung für den Ort des Aktors über die Mensch-Maschine-Schnittstelle, die der Adresse des Aktors zugeordnet wird.

Die Erfindung erlangt also zunächst die Adresse von Sensoren auf die herkömmliche Art, d. h. durch Auslösen der Abgabe ei nes Telegramms durch den Sensor, was jedoch unkritisch ist, weil die Sensoren üblicherweise leicht zugänglich sind.
Die Adressen der Aktoren erhält man jedoch nicht nach einem mechanischen Zugreifen auf die Aktoren, sondern aufgrund einer unadressierten Anfrage (Schritt b4). Die Erfindung beruht hierbei auf der Erkenntnis, dass eine unadressierte Anfrage nur dann bewirkt, dass Aktoren von benachbarten Installationssystemen aus Versehen einbezogen werden, weil sie sich auf die Signale „melden", wenn die unadressierte Anfrage unspezifisch ist. Vorliegend ist die unadressierte Anfrage jedoch spezifisch: Es werden genaue Kriterien vorgegeben, wann ein Aktor antworten soll. Dadurch schließen sich bestimmte Aktoren aus, und nur die mit dem jeweiligen Sensor verknüpften Aktoren geben ihre Adresse ab. Nachdem die Adresse der Aktoren dann bekannt ist, ohne dass auf die Aktoren zugegriffen werden musste, kann weiterhin drahtlos mit den Aktoren kommuniziert werden, ein Zugriff ist dann auch in der Folge nicht mehr notwendig.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist (zumindest) ein Sensor ein Taster. In Schritt b1) erfolgt das Auslösen der Abgabe durch Drücken des Tasters. Falls die Sensoren anders ausgestaltet sind, wie z. B. Temperatursensoren, kann in aus dem Stand der Technik bekannter Weise das Auslösen eines Einlerntelegramms erfolgen. Die bevorzugte Ausführungsform nutzt die Tatsache, dass das Drücken eines Tasters mit der Abgabe der eigenen Adresse des Sensors einhergeht, so dass keine weiteren Maßnahmen getroffen werden müssen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt im Schritt b5) die Abgabe der Antwortsignale zeitversetzt. Bevorzugt ist die Zeitversetzung durch eine aktorinterne Verzögerung beim Senden durch die Aktoren zustande gekommen, deren Länge eine Funktion der Aktorenadresse ist, d. h. aus der Aktorenadresse berechnet wird. Ist beispielsweise die Länge der Zeitverzögerung proportional zum Absolutwert der Adresse, so erhält man eine Antwortsignalfolge, in der die Aktorenadresse steigend ist.
Im Schritt b5) können die Antwortsignale auch weitere Informationen enthalten. Ein Beispiel für die weiteren Information, welche nützlich sein können, ist der Aktorentyp der sendenden Aktoren.
Die weiteren Informationen können auch aufgrund einer speziellen Anfrage an die Aktoren abgegeben werden, wobei naturgemäß die Anfrage zielgerichtet, d. h. adressiert, nur an diejenigen Aktoren erfolgen kann, deren Adresse bekannt ist. Dies kann sich an den Schritt b6) oder c2) anschließen. Es werden dann weitere Informationen wie etwa Parameter der Aktoren (Schaltzeiten, weitere Informationen aus der Adresstabelle) angefordert, die Aktoren antworten durch Abgabe der Information, und die Informationen werden durch das Kommunikationsgerät empfangen und zu der jeweiligen Aktorenadresse abgespeichert.
Im Schritt c1) kann der Aktorenbefehl durch einen Sensor abgegeben werden, dessen Adresse in der Tabelle des Aktors gespeichert ist. Im einfachsten Fall ist der Sensor ein Taster, durch dessen Betätigung üblicherweise der Aktor aktiviert wird, beispielsweise bei einer Lampe oder einer Jalousie.
Als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man in dem Kommunikationsgerät eine Auflistung der Sensoren und Aktoren mit jeweils ihrer (Funk-) Adresse und einer Ortsbezeichnung für ihren physikalischen Ort. Zusätzlich ist die Aktorentabelle gespeichert, so dass die Verknüpfungen von Sensoren und Aktoren sichtbar sind. Weitere Informationen können ebenfalls abgelegt sein wie etwa Betriebsparameter der Aktoren etc.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
1 die Zuordnung von Sensoren und Aktoren und deren Niederschlag in einer Adresstabelle der Aktoren veranschaulicht, wie sie auch im Stand der Technik verwendet wird;
2 die im Rahmen der Erfindung bei einem Sensor durchgeführten Schritte veranschaulicht.
In 1 dargestellt sind acht Teilnehmer eines Installationssystems, wie es in einer herkömmlichen Wohnung auftreten kann. Es sind vier Sensoren 10 bereitgestellt und vier Aktoren 12. Alle Sensoren sind hierbei als Taster ausgestaltet, und alle Aktoren gehören zum Beleuchtungssystem. Die Zahl der Aktoren 12 muss nicht notwendigerweise gleich der Zahl der Sensoren 10 sein, und die Situation ist insgesamt vereinfacht dargestellt. Der Taster 1 hat die Adresse 0001, der Taster 2 die Adresse 0002, der Taster 3 die Adresse 0003 und der Taster 4 die Adresse 0004. Der Aktor Licht 1 hat die Adresse 0010, der Aktor Licht 2 die Adresse 0011, der Aktor Licht 3 die Adresse 0012, und der Aktor Licht 4 die Adresse 0013. Nicht alle Sensoren 10 sind in gleicher Weise mit Aktoren 12 verknüpft.
So ist der Taster 1 mit allen vier Aktoren verknüpft, siehe die vier vom Taster 1 ausgehenden Pfeile. Der Taster 2 ist mit dem Aktor Licht 1 und dem Aktor Licht 2 verknüpft, siehe die zwei vom Taster 2 ausgehenden Pfeile. Der Taster 3 ist mit dem Aktor Licht 1 und dem Aktor Licht 3 verknüpft, siehe die beiden vom Taster 3 ausgehenden Pfeile. Der Taster 4 ist mit dem Aktor Licht 3 und mit dem Aktor Licht 4 verknüpft, siehe die beiden vom Taster 4 ausgehenden Pfeile.
Das Prinzip der Verwendung der Adressen ist nun wie folgt:
Jeder Taster 10 gibt bei Abgabe von Signalen seine eigene Adresse an, und nicht die Adresse der Aktoren, für die die Signale gedacht sind. Dies hat den Vorteil, dass nur eine einzige Adresse angegeben wird. Um dies zu ermöglichen, ist in den Aktoren 12 jeweils eine Adresstabelle 14 abgespeichert. Die Adresstabelle 14 enthält die Adressen der Taster, mit denen der Aktor 12 verknüpft ist. Bei der Darstellung gemäß 1 enthält die Adresstabelle somit die Adressen derjenigen Taster 10, von denen ein Pfeil ausgehend zum jeweiligen Aktor 12 führt. So gelangen zum Aktor Licht 1 Pfeile vom Taster 1, Taster 2 und Taster 3 und dementsprechend enthält die Adresstabelle 14 die Einträge 0001, 0002, 0003. Zum Aktor Licht 2 gelangen nur Teile von Taster 1 und Taster 2. Die Adresstabelle enthält somit die Einträge 0001 und 0002, um anzuzeigen, dass mit den beiden unter dieser Adresse arbeitenden Sensoren 10 eine Verknüpfung des betreffenden Aktors 12 besteht. Bei den Aktoren Licht 3 und Licht 4 ist die Adresstabelle in analoger Weise gebildet.
Die Adresstabellen 14 werden im Rahmen der Installation angelegt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren geht es um ein Abbild des Installationssystems, d. h. um das vollständige Erfassen der Daten betreffend die Verknüpfungen von Sensoren und Aktoren. Naturgemäß gehören zu diesen Daten die Adressen der Sensoren 10, die Adressen der Aktoren 12 und die Inhalte der Adresstabellen 14.
Es wird ein Kommunikationsgerät 16 bereitgestellt, das drahtlos mit Sensoren 10 und Aktoren 12 kommunizieren kann, und in denen die gewonnenen Daten abgespeichert werden sollen.
Die Gewinnung der Daten erfolgt Sensor 10 für Sensor 10. Beispielhaft dargestellt ist hier die Gewinnung der Daten anhand des Tasters 2.
Als Erstes wird der Taster 2 betätigt, d. h. eine Schalthandlung ausgelöst. Der Taster 2 sendet wie erwähnt nicht ein Signal, das Adressen von Aktoren 12 enthält, sondern ein Telegramm, das seine eigene Adresse enthält. Dieses Telegramm wird auch von dem Kommunikationsgerät 16 empfangen. Dadurch kann die Adresse 0002 dem Taster 2 in dem Kommunikationsge rät 16 zugeordnet werden. Über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 18, z. B. eine Tastatur, wird eine Ortsinformation über den Taster 2 eingegeben. (Es genügt auch die einfache Bezeichnung „Taster 2".) Damit ist die Adresse eindeutig einem Ort eines Sensoren 10 zugeordnet, und damit der Taster 2 identifizierbar als durch die Adresse ansprechbar. In einem zweiten Schritt erfolgt nun eine Anfrage an alle durch das Kommunikationsgerät 16 (siehe mit 2. bezeichnete Pfeile). Die Anfrage enthält die Frage: „Wer hat die Adresse 0002 in seiner Adresstabelle 14 gespeichert?". Eine solche Anfrage an alle wird auch als Broadcasting bezeichnet. Eine Anfrage an alle muss nicht besonders gekennzeichnet sein, sondern enthält im Gegenteil gerade keine Zieladresse.
Entsprechend den Eintragungen in der Adresstabelle müssen nun die Aktoren Licht 1 und Licht 2 antworten. Die Antwort ist durch die mit 3. beschrifteten Pfeile symbolisiert. Es antworten also alle Geräte, die die Adresse 0002 gespeichert haben. Die Antwort enthält die Adresse der jeweiligen Aktoren 12, so dass diese nachfolgend zielgenau angesprochen werden können.
Der Schritt 4. ist fakultativ: Es erfolgt ein Auslesen der Adresstabelle der einzelnen Geräte. Dieser Schritt ist deswegen fakultativ, weil sich die Adresstabelle automatisch durch Wiederholung der Schritte 1. bis 3. durch das Kommunikationsgerät 16 für alle Sensoren ohnehin ergibt. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Adresstabelle gezielt gesondert auszulesen. Dies bringt keine Ersparnis an Schritten, da, damit keine Aktoren 12 übersehen werden, die Anfrage (Schritt 2.) an alle Aktoren, wer die jeweilige Sensorenadresse gespeichert hat, für sämtliche Sensoren einzeln abgegeben werden muss.
Somit erhält man spätestens nach einer Wiederholung mit sämtlichen Sensoren eine Auflistung der Adressen sämtlicher Sensoren 10, sämtlicher Aktoren 12 und der Inhalte der Adresstabellen 14. Da zumindest nach Durchlauf des letzten Sensors alle Aktorenadressen bekannt sind, kann vorgesehen sein, dass die Aktoren 12 nachfolgend jeweils mit einem Aktorenbefehl angesteuert werden. Aufgrund der erfolgenden Reaktion (im vorliegenden Fall wird das Licht ein- bzw. ausgeschaltet) ist es der menschlichen Bedienperson möglich, den Aktoren 12 einen Ort zuzuordnen. Eine entsprechende Ortsbezeichnung wird über Text abermals über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 18 in das Kommunikationsgerät 16 eingegeben.
Nicht in den 1 und 2 veranschaulicht sind weitere, zu den Aktoren 12 gespeicherte Informationen, welche über die Adresstabelle 14 hinausgehen. Auch diese können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens abgefragt werden und von dem Kommunikationsgerät 16 erfasst werden.

Claims

Verfahren zum vollständigen Erfassen der Daten betreffend Verknüpfungen von Sensoren (10) und Aktoren (12) in einem drahtlos kommunizierenden Installationssystem, wobei eine Verknüpfung im Rahmen einer Installation dadurch bereitgestellt wurde, dass in den Aktoren (12) Tabellen (14) von Adressen derjenigen Sensoren gespeichert sind, auf deren Signale die Aktoren reagieren sollen, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Kommunikationsgeräts mit einer drahtlos kommunizierenden Sende- und Empfangseinheit und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle; b) für jeden Sensor: b1) Auslösen der Abgabe eines Telegramms durch den Sensor (10), das die Adresse des Sensors enthält; b2) Empfangen des Telegramms durch das Kommunikationsgerät (16) und Speichern der Adresse des Sensors (10); b3) Eingeben einer Ortsbezeichnung für den Ort des Sensors über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (18), die der Adresse des Sensors (10) zugeordnet wird; b4) unadressierte Anfrage durch das Kommunikationsgerät (16), ob ein Aktor und welcher Aktor die Adresse des Sensors (10) in seiner Tabelle enthält; b5) Abgabe von Antwortsignalen durch die Aktoren, die die Adresse derjenigen Aktoren enthalten, welche die Adresse des Sensors in ihrer Tabelle enthalten; b6) Empfangen der Antwortsignale durch das Kommunikationsgerät (16) und Speichern einer Zuordnung der empfangenen Aktoradresse zu der Sensoradresse; c) für jeden Aktor (12): c1) Auslösen der Abgabe eines an die Adresse des Aktors gehenden Aktorenbefehls; c2) Eingeben einer Ortsbezeichnung für den Ort des Aktors (12) über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (18), die der Adresse des Aktors (12) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (10) ein Taster ist, und dass in den Schritt b1) das Auslösen der Abgabe durch Drücken des Tasters (10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b5) die Abgabe der Antwortsignale zeitversetzt erfolgt, wobei bevorzugt die Zeitversetzung durch eine aktorinterne Verzögerung beim Senden durch die Aktoren zustande kommt, deren Länge aus der Aktorenadresse berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b5) die Antwortsignale auch weitere Informationen wie beispielsweise den Aktorentyp der sendenden Aktoren enthalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten, die sich an b6) oder c2) anschließen, dass eine adressierte Anfrage an die Aktoren (12) abgegeben wird, deren Adresse bekannt ist, mit der weitere Informationen wie etwa Parameter der Aktoren angefordert werden, die Aktoren durch Abgabe der Information antworten und die Informationen durch das Kommunikationsgerät (16) empfangen und zu der jeweiligen Aktorenadresse abgespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c1) der Aktorenbefehl durch einen Sensor abgegeben wird, dessen Adresse in der Tabelle des Aktors gespeichert ist.